WO2006053726A1 - Method and device for controlling a filling process when liquid or pasty products are filled into individual containers - Google Patents

Method and device for controlling a filling process when liquid or pasty products are filled into individual containers Download PDF

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WO2006053726A1
WO2006053726A1 PCT/EP2005/012266 EP2005012266W WO2006053726A1 WO 2006053726 A1 WO2006053726 A1 WO 2006053726A1 EP 2005012266 W EP2005012266 W EP 2005012266W WO 2006053726 A1 WO2006053726 A1 WO 2006053726A1
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WO
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filling
outlet
drive
time
filling process
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PCT/EP2005/012266
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Johannes Hortmanns
Peter Theissen
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Sig Technology Ag
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    • G01F15/001—Means for regulating or setting the meter for a predetermined quantity
    • G01F15/003—Means for regulating or setting the meter for a predetermined quantity using electromagnetic, electric or electronic means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B65B3/00—Packaging plastic material, semiliquids, liquids or mixed solids and liquids, in individual containers or receptacles, e.g. bags, sacks, boxes, cartons, cans, or jars
    • B65B3/26—Methods or devices for controlling the quantity of the material fed or filled
    • B65B3/30—Methods or devices for controlling the quantity of the material fed or filled by volumetric measurement
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D7/00—Control of flow
    • G05D7/06—Control of flow characterised by the use of electric means
    • G05D7/0617—Control of flow characterised by the use of electric means specially adapted for fluid materials
    • G05D7/0629—Control of flow characterised by the use of electric means specially adapted for fluid materials characterised by the type of regulator means
    • G05D7/0635—Control of flow characterised by the use of electric means specially adapted for fluid materials characterised by the type of regulator means by action on throttling means

Definitions

  • the invention relates to a method and apparatus for controlling the filling process when filling liquid or pasty products in a plurality of individual containers, the containers are cyclically fed to at least one filling outlet, wherein the filling takes place in a dependent of the cycle time of the supplied container time interval and wherein the device is further provided with at least one driving cylinder, a filling outlet, a filling line, a flow meter arranged in the filling line and a control unit.
  • each filling member has a, usually pneumatically driven, filling cylinder whose filling volume is matched to the volume of the container to be filled, this filling can be done with one or more opening strokes.
  • the opening stroke of the filling cylinder is constant or manually adjustable only by adjusting mechanical stops. If now with this known system another packaging format, so another filling volume to be filled, usually the entire actuator must be replaced.
  • the product flow rate is determined by the opening cross-section, which in turn depends on the geometric relationships of valve stem and cylinder housing. The opening and closing behavior is adjusted purely visually by pneumatic throttles.
  • the filling volume control is carried out in the known systems by a provided in the filling line flow meter, which is usually a magneto-inductive flow meter. Depending on the supplied individual container, the filling valve is opened by a coming from a control unit start pulse for a predetermined time.
  • FIG. 3 Such a plant according to the prior art is shown in Fig. 3, wherein Fig. 3a shows the schematic structure of a known device and Fig. 3b shows a filling diagram (stroke / time).
  • a product containing the product to be bottled tank 1 is connected via a filling line 2 with a filling cylinder 3, which is associated with a drive 4 and having a Greauslass 5 through which the product to be bottled passes into the supplied underneath (not shown) container.
  • a flow meter 6 is arranged in line 2 between tank 1 and filling valve 3. If the fill valve 3, a container to be filled has been fed properly, the filling valve opens by actuation of the filling cylinder 3 and the product flows at a constant Flow rate into the container.
  • the known filling behavior is shown in the diagram of FIG. 2b for a double cylinder with constant stops.
  • a first opening stroke takes place, wherein the cylinder moves into the first open position ⁇ , remains there for a period of time (D and then moves into a second open position ( D until the predetermined filling quantity is reached) the filling outlet closing initial position (D.
  • the control of the filling process takes place via an evaluation or volume control 7, which receives a start pulse from a control unit.
  • the opening position of the filling valve is activated. This position is maintained for a predefined time or capacity, in order then to actuate the further opening stroke. In this opening position is also persisted for a predefined time or capacity. After reaching these preset values, the filling outlet is then returned to the closing initial position.
  • the known control has no direct influence on the flow rate of the individual opening strokes or on the opening stroke itself.
  • the known filling device or the filling method used therewith are disadvantageous, since the opening and closing behavior are not reproducible and automatically adjustable. During the actual filling process there is no information about the product quantity or the product behavior. This means that during the filling process no statement about the filling quality can be made, so that disturbances such as excessive foaming can not be detected and therefore can not be avoided. Traps are the result, which can lead to contamination of the formed as an aseptic zone filling area and thus to downtime for maintenance or cleaning purposes.
  • US 5 148 841 relates to a device for filling individual containers, which are cyclically fed to a filling outlet. Each filling outlet is preceded by a device for varying the flow.
  • the container to be filled stands during the filling process on a balance which is connected to a timekeeping having a control unit, so that the control unit from the signals transmitted by the scale can calculate a mean filling speed. This is determined during the filling process for three fixed time intervals. If it turns out that the filling result was unsatisfactory, the basic settings of the device can be subsequently adjusted until the filling result is again within predetermined fluctuation ranges during a subsequent filling process.
  • each container is arranged during the filling process on a balance.
  • the filling in itself via a filling valve that can be controlled via a control device.
  • the control device is also connected to the balance, so that the control device can calculate a mean filling speed over a predetermined time interval of the filling sequence. This is then compared with a predetermined setpoint. In the case of a deviation, the degree of operation of the filling valve is long increased or decreased until the filling operations are completed at the same time to be filled containers at the same time and pressure fluctuations when switching off only individual filling valves do not lead to incorrect filling.
  • the invention is therefore based on the object, the above-mentioned and previously described in more detail method or the device used to control the filling process and further develop that the aforementioned disadvantages are reliably avoided.
  • the object is achieved in a first alternative in that by means of a control signal influenced by a filling line assigned to the filling outlet, the filling sequence is regulated during the entire filling process via a change in the flow rate over the filling time.
  • the object is achieved by controlling the filling process during the entire filling process via a change in the filling quantity over the filling time by means of a control signal influenced by a flow meter located in a filling outlet associated with the filling outlet.
  • the product quantity, the product behavior and the filling parameters are already detected and monitored during the filling process, so that intervention in the filling process can be intervened at an early stage. Disturbing effects are detected in good time and product times are extended by reducing or avoiding downtimes.
  • Optimize flow rate or filling quantity of the filling process The sequence of each filling process from the beginning to the end is now - depending on the product to be filled - the same and reproducible. Fluctuating product properties can therefore be adjusted over the production period, so that the quality of the filling process is always uniform. With the invention, a substantially product-sparing and foam-reduced filling process is possible with the same filling time, even with greatly differing product properties, since each product can be filled with an identical parameter set.
  • the flow rate or the filling quantity is changed continuously over the filling time.
  • the filling sequence can preferably be regulated for a specific product over a defined time / flow rate curve or time / fill quantity curve.
  • the means for changing the cross section may have an adjustable outlet cone in the filling outlet.
  • To change the outlet cross section can be a be provided pneumatic or even an electric drive.
  • the drive is designed as a servo drive, wherein both a linear drive and a rotary drive is conceivable, depending on which solution is offered in an individual case, for example, for reasons of space.
  • Fig. Ia shows the schematic structure of a
  • Fig. Ib is a filling diagram
  • Fig. 2a a Brownid arthritis in closed
  • Fig. 2b is a Guided-in-placed aertial aertial aertial aertial aertial aertial aertial aertial aertial aertial aertial aertial aertial aertial aertial aertial aertial aertial aertial aertial aertial aertial aertial aertial a.
  • a tank 11 is connected via a filling line 12 with a filling valve 13, wherein the control of the filling valve 13 is controlled via a preferably designed as a servo drive 14 drive.
  • the product passes by means of a movable piston 13 from the unspecified filling cylinder 13 and through a filling outlet 15 in the provided container, not shown. Due to the conical widening of Greuses 15 and axial method of Piston 13 is released depending on the piston stroke a different annular space cross-section.
  • the filling cross section in the position shown in FIG. 2b corresponds to the difference between the circular cross section and the diameter D 2 minus the circular cross section of the piston diameter Di.
  • the filling process is regulated during the entire filling time.
  • data relating to the flow rate or the filling volume are transferred from a flow meter 16 to a control unit 17 which, to optimize the filling behavior via the servo drive 14, more or less opens the filling cylinder by movement of the piston 13, either on the basis of
  • FIG. 1b An example of a filling curve is shown in FIG. 1b. There, the flow rate over time for a filling process is shown. From the diagram, it quickly becomes apparent that a filling behavior individually matched to the respective product to be filled is made possible here.

Abstract

The invention relates to a method for controlling the filling process when liquid or pasty products are filled into a plurality of individual containers. The containers are supplied to at least one filling outlet in a cyclical manner. Filling occurs during a time interval which is dependent upon the cycle time of the supplied containers. The invention also relates to a corresponding device respectively comprising at least one filling cylinder (13) provided with a drive (14), a filling outlet (15), a filling line (12), a flow meter (16) arranged in the filling line, and a control unit (17).According to the inventive method, in order to enable intervention in the filling process during the filling process, independently from the actual course of filling, the course of filling is controlled by means of a control signal that is influenced by a flowmeter which is arranged in the filling line and associated with the filling outlet during the total course of filling by means of a modification in the through-flow speed over the filling time. The device comprises means for modifying the cross-section of the filling outlet (15).

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung des Method and device for controlling the
Füllvorganges beim Abfüllen flüssiger bzw. pastöserFilling process when filling liquid or pasty
Produkte in einzelne BehälterProducts in individual containers
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung des Füllvorganges beim Abfüllen flüssiger bzw. pastöser Produkte in eine Vielzahl einzelner Behälter, wobei die Behälter taktweise wenigstens einem Füllauslass zugeführt werden, wobei das Befüllen in einem von der Taktzeit der zugeführten Behälter abhängigen Zeitintervall erfolgt und wobei außerdem die Vorrichtung mit wenigstens einem mit einem Antrieb versehenen Füllzylinder, einem Füllauslass, einer Füllleitung, einem in der Fülleitung angeordneten Durchflussmesser und einer Steuereinheit versehen ist .The invention relates to a method and apparatus for controlling the filling process when filling liquid or pasty products in a plurality of individual containers, the containers are cyclically fed to at least one filling outlet, wherein the filling takes place in a dependent of the cycle time of the supplied container time interval and wherein the device is further provided with at least one driving cylinder, a filling outlet, a filling line, a flow meter arranged in the filling line and a control unit.
Maschinen zum Abfüllen flüssiger bzw. pastöser Produkte in eine Vielzahl einzeln zugeführter Behälter sind aus der Praxis in vielfacher Ausfertigung bekannt und weisen entweder einen oder mehrere Vorratstanks auf oder sind mit entsprechenden Füllleitungen zur Bereitstellung des abzufüllenden Produktes versehen. Dabei weist jedes Füllorgan einen, meist pneumatisch angetriebenen, Füllzylinder auf, dessen Füllvolumen auf das Volumen der zu befüllenden Behälter abgestimmt ist, wobei dies Befüllung mit einem oder mehreren Öffnungshüben erfolgen kann. Hierbei ist der Öffnungshub des Füllzylinders konstant bzw. manuell nur durch das Verstellen von mechanischen Anschlägen einstellbar. Wenn nun mit diesem bekannten System ein anderes Packungsformat, also ein anderes Füllvolumen abgefüllt werden soll, muss meist das gesamte Stellorgan ausgetauscht werden. Die Produktdurchflussgeschwindigkeit wird durch den Öffnungsquerschnitt bestimmt, welcher wiederum von den geometrischen Verhältnissen von Ventilstange und Zylindergehäuse abhängt. Das Öffnungs¬ und Schließverhalten wird durch pneumatische Drosseln rein visuell eingestellt.Machines for filling liquid or pasty products into a plurality of individually supplied containers are known in practice in many copies and either have one or more storage tanks or are provided with corresponding filling lines for providing the product to be filled. In this case, each filling member has a, usually pneumatically driven, filling cylinder whose filling volume is matched to the volume of the container to be filled, this filling can be done with one or more opening strokes. Here, the opening stroke of the filling cylinder is constant or manually adjustable only by adjusting mechanical stops. If now with this known system another packaging format, so another filling volume to be filled, usually the entire actuator must be replaced. The product flow rate is determined by the opening cross-section, which in turn depends on the geometric relationships of valve stem and cylinder housing. The opening and closing behavior is adjusted purely visually by pneumatic throttles.
Die Füllvolumensteuerung erfolgt bei den bekannten Anlagen durch einen in der Füllleitung vorgesehenen Durchflussmesser, welcher in der Regel ein magnetisch induktiver Durchflussmesser ist . In Abhängigkeit vom zugeführten einzelnen Behälter wird das Füllventil durch einen von einer Steuereinheit kommenden Startimpuls für eine vorgegebene Zeit geöffnet.The filling volume control is carried out in the known systems by a provided in the filling line flow meter, which is usually a magneto-inductive flow meter. Depending on the supplied individual container, the filling valve is opened by a coming from a control unit start pulse for a predetermined time.
Eine solche Anlage nach dem Stand der Technik ist in Fig. 3 dargestellt, wobei Fig. 3a den schematischen Aufbau einer bekannten Vorrichtung und Fig. 3b ein Fülldiagramm (Hubweg/Zeit) zeigen.Such a plant according to the prior art is shown in Fig. 3, wherein Fig. 3a shows the schematic structure of a known device and Fig. 3b shows a filling diagram (stroke / time).
Ein das abzufüllende Produkt enthaltender Tank 1 ist über eine Füllleitung 2 mit einem Füllzylinder 3 verbunden, welchem ein Antrieb 4 zugeordnet ist und der einen Füllauslass 5 aufweist, durch den das abzufüllende Produkt in den darunter zugeführten (nicht dargestellten) Behälter gelangt . In der Leitung 2 zwischen Tank 1 und Füllventil 3 ist ein Durchflussmesser 6 angeordnet. Ist dem Füllventil 3 ein zu befüllender Behälter ordnungsgemäß zugeführt worden, öffnet sich das Füllventil durch Betätigung des Füllzylinders 3 und das Produkt fließt mit einer konstanten Durchflussgeschwindigkeit in den Behälter. Das bekannte Füllverhalten ist in dem Diagramm gemäß Fig. 2b für einen Doppelzylinder mit konstanten Anschlägen dargestellt. Nach Zuführung des Behälters erfolgt ein erster Öffnungshub, wobei der Zylinder in die erste Öffnungsstellung © fährt, dort eine Zeit verharrt (D und anschließend in eine zweite Öffnungsstellung (D bewegt wird, bis die vorgegebene Füllmenge erreicht ist ©. Danach fährt der Zylinder wieder in die den Füllauslass verschließende Ausgangsstellung (D.A product containing the product to be bottled tank 1 is connected via a filling line 2 with a filling cylinder 3, which is associated with a drive 4 and having a Füllauslass 5 through which the product to be bottled passes into the supplied underneath (not shown) container. In line 2 between tank 1 and filling valve 3, a flow meter 6 is arranged. If the fill valve 3, a container to be filled has been fed properly, the filling valve opens by actuation of the filling cylinder 3 and the product flows at a constant Flow rate into the container. The known filling behavior is shown in the diagram of FIG. 2b for a double cylinder with constant stops. After the container has been supplied, a first opening stroke takes place, wherein the cylinder moves into the first open position ©, remains there for a period of time (D and then moves into a second open position ( D until the predetermined filling quantity is reached) the filling outlet closing initial position (D.
Die Steuerung des Füllvorganges erfolgt dabei über eine Auswert- bzw. Volumenregelung 7, welche einen Startimpuls von einer Steuereinheit erhält . Nach dem Start wird die Öffnungsstellung des Füllventils angesteuert. Diese Stellung wird für eine vordefinierte Zeit oder Füllmenge beibehalten, um dann den weiteren Öffnungshub zu betätigen. Auf dieser Öffnungsstellung wird ebenfalls für eine vordefinierte Zeit bzw. Füllmenge verharrt. Nach Erreichen dieser voreingestellten Werte wird dann der Füllauslass wieder in die verschließende Ausgangsstellung zurückgefahren. Die bekannte Steuerung hat keinen direkten Einfluss auf die Durchflussgeschwindigkeit der einzelnen Öffnungshübe bzw. auf den Öffnungshub selbst.The control of the filling process takes place via an evaluation or volume control 7, which receives a start pulse from a control unit. After starting, the opening position of the filling valve is activated. This position is maintained for a predefined time or capacity, in order then to actuate the further opening stroke. In this opening position is also persisted for a predefined time or capacity. After reaching these preset values, the filling outlet is then returned to the closing initial position. The known control has no direct influence on the flow rate of the individual opening strokes or on the opening stroke itself.
Die bekannte Füllvorrichtung bzw. das damit verwendete Füllverfahren sind nachteilig, da das Öffnungs- und Schließverhalten nicht reproduzierbar und automatisch einstellbar sind. Während des eigentlichen Füllvorganges gibt es keinerlei Informationen über die Produktmenge oder das Produktverhalten. Dies bedeutet, dass während des Füllablaufes keine Aussage über die Füllqualität gemacht werden kann, so dass Störungen wie beispielsweise übermäßige Schaumbildung nicht erkannt und damit auch nicht vermieden werden können. Überfüllungen sind die Folge, welche zur Verschmutzung des als Aseptikzone ausgebildeten Füllbereiches und so zu Stillstandszeiten zu Wartungs- bzw. Reinigungszwecken führen kann.The known filling device or the filling method used therewith are disadvantageous, since the opening and closing behavior are not reproducible and automatically adjustable. During the actual filling process there is no information about the product quantity or the product behavior. This means that during the filling process no statement about the filling quality can be made, so that disturbances such as excessive foaming can not be detected and therefore can not be avoided. Traps are the result, which can lead to contamination of the formed as an aseptic zone filling area and thus to downtime for maintenance or cleaning purposes.
Die US 5 148 841 betrifft eine Vorrichtung zum Abfüllen von einzelnen Behältern, die taktweise einem Füllauslass zugeführt werden. Jedem Füllauslass ist dabei eine Einrichtung zum Variieren des Durchflusses vorgeschaltet. Der zu befüllende Behälter steht während des Füllvorgangs auf einer Waage, die mit einer eine Zeitnahme aufweisenden Steuereinheit verbunden ist, so dass die Steuereinheit aus dem von der Waage übermittelten Signalen eine mittlere Füllgeschwindigkeit berechnen kann. Diese wird während des Füllablaufs für drei festgelegte Zeitintervalle bestimmt. Erweist es sich, dass das Füllergebnis unbefriedigend war, können die Grundeinstellungen der Vorrichtung nachträglich solange justiert werden, bis das Füllergebnis bei einem späteren FüllVorgang wieder in vorbestimmten Schwankungsbreiten liegt.US 5 148 841 relates to a device for filling individual containers, which are cyclically fed to a filling outlet. Each filling outlet is preceded by a device for varying the flow. The container to be filled stands during the filling process on a balance which is connected to a timekeeping having a control unit, so that the control unit from the signals transmitted by the scale can calculate a mean filling speed. This is determined during the filling process for three fixed time intervals. If it turns out that the filling result was unsatisfactory, the basic settings of the device can be subsequently adjusted until the filling result is again within predetermined fluctuation ranges during a subsequent filling process.
Aus der DE 102 09 435 Cl geht eine Vorrichtung zum gleichzeitigen Befüllen mehrerer Behälter hervor, wobei jeder Behälter während des Füllvorgangs auf einer Waage angeordnet ist. Das Befüllen an sich erfolgt über ein Füllventil, dass über eine Steuereinrichtung ansteuerbar ist . Die Steuereinrichtung ist ferner mit der Waage verbunden, so dass die Steuereinrichtung über ein vorbestimmtes Zeitintervall des Füllablaufs eine mittlere Füllgeschwindigkeit errechnen kann. Diese wird dann mit einem vorgegebenen Sollwert verglichen. Im Falle einer Abweichung wird der Stellgrad des Füllventils solange vergrößert oder verkleinert, bis die Füllvorgänge bei den gleichzeitig zu füllenden Behältern zum gleichen Zeitpunkt abgeschlossen sind und Druckschwankungen beim Abschalten von nur einzelnen Füllventilen nicht zu einer Fehlfüllung führen.From DE 102 09 435 Cl a device for simultaneously filling a plurality of containers emerges, each container is arranged during the filling process on a balance. The filling in itself via a filling valve that can be controlled via a control device. The control device is also connected to the balance, so that the control device can calculate a mean filling speed over a predetermined time interval of the filling sequence. This is then compared with a predetermined setpoint. In the case of a deviation, the degree of operation of the filling valve is long increased or decreased until the filling operations are completed at the same time to be filled containers at the same time and pressure fluctuations when switching off only individual filling valves do not lead to incorrect filling.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das eingangs genannte und zuvor näher beschriebene Verfahren bzw. die dazu eingesetzte Vorrichtung zur Steuerung des Füllvorganges so auszugestalten und weiterzubilden, dass die vorerwähnten Nachteile zuverlässig vermieden werden.The invention is therefore based on the object, the above-mentioned and previously described in more detail method or the device used to control the filling process and further develop that the aforementioned disadvantages are reliably avoided.
Hinsichtlich des Verfahrens wird die Aufgabe in einer ersten Alternative dadurch gelöst, dass mittels einem von einem in einer den Füllauslass zugeordneten Fülleitung befindlichen Durchflussmesser beeinflussten Steuersignal der Füllablauf während des gesamten Füllablaufs über eine Veränderung der Durchflussgeschwindigkeit über die Füllzeit geregelt wird. In einem alternativen Verfahren erfolgt die Lösung der Aufgabe dadurch, dass mittels einem von einem in einer den Füllauslass zugeordneten Füllleitung befindlichen Durchflussmesser beeinflussten Steuersignal der Füllablauf während des gesamten Füllablaufs über eine Veränderung der Füllmenge über die Füllzeit geregelt wird.With regard to the method, the object is achieved in a first alternative in that by means of a control signal influenced by a filling line assigned to the filling outlet, the filling sequence is regulated during the entire filling process via a change in the flow rate over the filling time. In an alternative method, the object is achieved by controlling the filling process during the entire filling process via a change in the filling quantity over the filling time by means of a control signal influenced by a flow meter located in a filling outlet associated with the filling outlet.
Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens werden bereits während des Abfüllvorganges die Produktmenge, das Produktverhalten und die Abfüllparameter erfasst und überwacht, so dass frühzeitig in den Füllvorgang eingegriffen werden kann. Störungseinflüsse werden rechtzeitig erkannt und die Produktzeiten durch Verringerung bzw. Vermeidung von Stillstandszeiten verlängert. Hinsichtlich der Vorrichtung erfolgt die Lösung der Aufgabe bei einer Vorrichtung gemäß Oberbegriff von Anspruch 5 dadurch, dass Mittel zur Veränderung des - Querschnittes des Füllauslasses vorgesehen sind. Während beim Stand der Technik bisher immer nur die Endmenge geregelt wurde, lässt sich nun während des gesamten Füllablaufes durch Veränderung des Hubes des Füllzylinders über die Beeinflussung vonWith the aid of the method according to the invention, the product quantity, the product behavior and the filling parameters are already detected and monitored during the filling process, so that intervention in the filling process can be intervened at an early stage. Disturbing effects are detected in good time and product times are extended by reducing or avoiding downtimes. With regard to the device, the solution to the problem in a device according to the preamble of claim 5, characterized in that means for changing the - cross-section of the Füllauslasses are provided. While in the prior art so far only the final amount has been regulated, can now during the entire filling process by changing the stroke of the filling cylinder on the influence of
Durchflussgeschwindigkeit bzw. Füllmenge der Füllprozess optimieren. Der Ablauf jedes Füllvorganges vom Beginn bis zum Ende ist nun - abhängig vom abzufüllenden Produkt - gleich und reproduzierbar. Schwankende Produkteigenschaften können daher über den Produktionszeitraum ausgeregelt werden, so dass die Qualität des Füllablaufes stets gleichmäßig ist. Durch die Erfindung ist bei gleicher Füllzeit ein wesentlich produktschonender und schaumreduzierter Abfüllvorgang möglich, selbst bei stark abweichenden Produkteigenschaften, da jedes Produkt mit einem identischen Parametersatz abgefüllt werden kann.Optimize flow rate or filling quantity of the filling process. The sequence of each filling process from the beginning to the end is now - depending on the product to be filled - the same and reproducible. Fluctuating product properties can therefore be adjusted over the production period, so that the quality of the filling process is always uniform. With the invention, a substantially product-sparing and foam-reduced filling process is possible with the same filling time, even with greatly differing product properties, since each product can be filled with an identical parameter set.
Gemäß einer weiteren Lehre der Erfindung wird die Durchflussgeschwindigkeit bzw. die Füllmenge über die Füllzeit kontinuierlich verändert. Dabei kann bevorzugt für ein bestimmtes Produkt der Füllablauf über eine festgelegte Zeit/Durchflussgeschwindigkeitskurve bzw. Zeit/Füllmengenkurve geregelt werden.According to a further teaching of the invention, the flow rate or the filling quantity is changed continuously over the filling time. In this case, the filling sequence can preferably be regulated for a specific product over a defined time / flow rate curve or time / fill quantity curve.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung können die Mittel zur Querschnittsveränderung einen verstellbaren Auslasskegel im Füllauslass aufweisen. Zur Veränderung des Auslassquerschnitts kann dabei ein pneumatischer oder aber auch ein elektrischer Antrieb vorgesehen sein.According to a further embodiment of the invention, the means for changing the cross section may have an adjustable outlet cone in the filling outlet. To change the outlet cross section can be a be provided pneumatic or even an electric drive.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Lehre der Erfindung ist der Antrieb als Servoantrieb ausgebildet, wobei sowohl ein linearer Antrieb als auch ein rotatorischer Antrieb denkbar ist, je nachdem, welche Lösung sich im Einzelfall, beispielsweise aus Platzgründen, anbietet.According to a further preferred teaching of the invention, the drive is designed as a servo drive, wherein both a linear drive and a rotary drive is conceivable, depending on which solution is offered in an individual case, for example, for reasons of space.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer lediglich ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:The invention will be explained in more detail with reference to a drawing showing only a preferred embodiment. In the drawing show:
Fig. Ia den schematischen Aufbau einesFig. Ia shows the schematic structure of a
Ausführungsbeispieles einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,Embodiment of a device according to the invention,
Fig. Ib ein FülldiagrammFig. Ib is a filling diagram
(Durchflussgeschwindigkeit/Zeit) ,(Flow rate / time),
Fig. 2a einen Füllventilauslass in geschlossener undFig. 2a a Füllventilauslass in closed and
Fig. 2b einen Füllventilauslass in geöffneter Stellung.Fig. 2b is a Füllventilauslass in the open position.
Wie beim in Fig. 3a gezeigten Stand der Technik, ist ein Tank 11 über eine Füllleitung 12 mit einem Füllventil 13 verbunden, wobei die Ansteuerung des Füllventil 13 über einen bevorzugt als Servoantrieb 14 ausgeführten Antrieb angesteuert wird. Wie in den Fig. 2a und 2b dargestellt, gelangt das Produkt mittels bewegbarem Kolben 13 aus dem nicht näher bezeichneten Füllzylinder 13 und durch einen Füllauslass 15 in den bereitgestellten nicht dargestellten Behälter. Bedingt durch die konische Aufweitung des Füllauslasses 15 und axiales Verfahren des Kolbens 13 wird je nach Kolbenhub ein unterschiedlicher Ringraumquerschnitt freigegeben. So entspricht beispielsweise der Füllquerschnitt in der Fig. 2b dargestellten Stellung der Differenz zwischen dem Kreisquerschnitt zum Durchmesser D2 abzüglich des Kreisquerschnittes des Kolbendurchmessers Di.As in the prior art shown in Fig. 3a, a tank 11 is connected via a filling line 12 with a filling valve 13, wherein the control of the filling valve 13 is controlled via a preferably designed as a servo drive 14 drive. As shown in Figs. 2a and 2b, the product passes by means of a movable piston 13 from the unspecified filling cylinder 13 and through a filling outlet 15 in the provided container, not shown. Due to the conical widening of Füllauslasses 15 and axial method of Piston 13 is released depending on the piston stroke a different annular space cross-section. For example, the filling cross section in the position shown in FIG. 2b corresponds to the difference between the circular cross section and the diameter D 2 minus the circular cross section of the piston diameter Di.
Erfindungsgemäß erfolgt während der gesamten Füllzeit eine Regelung des Füllablaufes. Dazu werden aus einem Durchflussmesser 16 Daten hinsichtlich der Durchflussgeschwindigkeit bzw. des Füllvolumens an eine Steuereinheit 17 übergeben, welche zur Optimierung des Füllverhaltens über den Servoantrieb 14 den Füllzylinder durch Bewegung des Kolbens 13 mehr oder weniger stark öffnet, um entweder auf der Basis derAccording to the invention, the filling process is regulated during the entire filling time. For this purpose, data relating to the flow rate or the filling volume are transferred from a flow meter 16 to a control unit 17 which, to optimize the filling behavior via the servo drive 14, more or less opens the filling cylinder by movement of the piston 13, either on the basis of
Durchflussgeschwindigkeit oder aber der Füllmenge ein insbesondere hinsichtlich der Schaumbildung optimiertes Füllverhalten für jeden Füllzyklus zu erreichen.Flow rate or the filling amount to achieve a particular in terms of foaming optimized filling behavior for each filling cycle.
Ein Beispiel für eine Füllkurve ist in Fig. Ib dargestellt. Dort ist die Durchflussgeschwindigkeit über die Zeit für einen Füllvorgang dargestellt . Aus dem Diagramm wird schnell ersichtlich, dass hier ein individuell auf das jeweils abzufüllende Produkt abgestimmtes Füllverhalten ermöglicht wird. An example of a filling curve is shown in FIG. 1b. There, the flow rate over time for a filling process is shown. From the diagram, it quickly becomes apparent that a filling behavior individually matched to the respective product to be filled is made possible here.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H EP A T E N T A N S P R E C H E
Verfahren zur Steuerung des Füllvorganges beim Abfüllen flüssiger bzw. pastöser Produkte in eine Vielzahl einzelner Behälter, wobei die Behälter taktweise wenigstens einem Füllauslass zugeführt werden und wobei das Befüllen in einem von der Taktzeit der zugeführten Behälter abhängigen Zeitintervall erfolgt, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s mittels einem von einem in einer den Füllauslass zugeordneten Fülleitung befindlichen Durchflussmesser beeinflussten Steuersignal der Füllablauf während des gesamten Füllablaufs über eine Veränderung der Durchflussgeschwindigkeit über die Füllzeit geregelt wird.Method for controlling the filling process when filling liquid or pasty products in a plurality of individual containers, wherein the containers are cyclically fed to at least one filling outlet and wherein the filling takes place in a dependent of the cycle time of the supplied container time interval, characterized in that by means of one of a In one of the fill outlet associated with the flowmeter flow control signal influenced the filling process during the entire filling process via a change in the flow rate over the filling time.
Verfahren zur Steuerung des Füllvorganges beim Abfüllen flüssiger bzw. pastöser Produkte in eine Vielzahl einzelner Behälter, wobei die Behälter taktweise wenigstens einem Füllauslass zugeführt werden und wobei das Befüllen in einem von der Taktzeit der zugeführten Behälter abhängigen Zeitintervall erfolgt, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s mittels einem von einem in einer den Füllauslass zugeordneren Fülleitung befindlichen Durchflussmesser beeinflussten Steuersignal der Füllablauf während des gesamtenFüllablaufs über eine Veränderung der Füllmenge über die Füllzeit geregelt wird. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Durchflussgeschwindigkeit bzw. die Füllmenge kontinuierlich verändert wird.Method for controlling the filling process when filling liquid or pasty products in a plurality of individual containers, wherein the containers are cyclically fed to at least one filling outlet and wherein the filling takes place in a dependent of the cycle time of the supplied container time interval, characterized in that by means of one of a In a filling valve associated with the filling line flow meter influenced control signal of the filling process is regulated during the entire filling process via a change in the filling amount over the filling time. 3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the flow rate or the filling amount is changed continuously.
4. Verfahren nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s der Füllablauf über eine festgelegte Zeit/Durchflussgeschwindigkeitskurve bzw. eine Zeit/Füllmengenkurve geregelt wird.4. The method of claim 3, wherein the filling sequence is controlled over a specified time / flow rate curve or a time / fill quantity curve.
5. Vorrichtung zur Steuerung des Füllvorganges beim Abfüllen flüssiger bzw. pastöser Produkte in eine Vielzahl einzelner Behälter, mit jeweils wenigstens einem mit einem Antrieb (14) versehenen Füllzylinder5. Device for controlling the filling process when filling liquid or pasty products in a plurality of individual containers, each with at least one with a drive (14) provided with filling cylinder
(13) , einem Füllauslass (15) , einer Fülleitung (12) , einem in der Fülleitung (12) angeordneten Durchflussmesser (16) und einer Steuereinheit (17) , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s Mittel zur Veränderung des Querschnittes des Füllauslasses (15) vorgesehen sind.(13), a filling outlet (15), a filling line (12), a in the filling line (12) arranged flow meter (16) and a control unit (17), characterized in that means for changing the cross section of the Füllauslasses (15) are provided ,
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Mittel zur Querschnittsveränderung einen verstellbaren Auslasskebel aufweisen.6. Device according to claim 5, characterized in that the means for changing the cross section have an adjustable outlet cone.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s zur Veränderung des Auslassquerschnittes ein pneumatischer Antrieb vorgesehen ist. 8. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s zur Veränderung des Auslassquerschnittes ein elektrischer Antrieb vorgesehen ist.7. Apparatus according to claim 5 or 6, characterized in that for changing the outlet cross section, a pneumatic drive is provided. 8. Apparatus according to claim 5 or 6, characterized in that for changing the outlet cross section, an electric drive is provided.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s der Antrieb als Servoantrieb (14) ausgebildet ist.9. Device according to claim 7 or 8, characterized in that the drive is in the form of a servo drive (14).
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s der Antrieb ein linearer Antrieb ist.10. The device according to claim 9, wherein a drive is a linear drive.
11. Vorrichtung nach Anspruch 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s der Antrieb ein rotatorischer Antrieb ist . 11. The device according to claim 9, wherein a drive is a rotary drive.
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